Cách tạo đồng hồ LED tối giản: 9 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Tất cả những chiếc đồng hồ treo tường kỹ thuật số đó có thể rất bận rộn, phải không? Bạn không thực sự muốn một màn hình hiển thị 7 chữ số sáng sủa lớn lộn xộn trên tường của bạn, gây cản trở, phải không? Ngay cả đồng hồ kim, mặc dù đơn giản hơn, vẫn có các con số và kim chỉ màu đen xấu xí ở ngoại vi của bạn. Và việc tích tắc, đôi khi nó có thể khiến bạn phát điên.

Tôi có thể trình bày đồng hồ dẫn đầu để giải quyết tất cả các vấn đề của bạn. Thay vì một màn hình xấu xí hoặc những bàn tay ồn ào và vô duyên, những chấm sáng im lặng bao quanh chu vi, biểu thị giây, phút và giờ. Hoàn toàn có thể tùy chỉnh, bạn có thể tạo khuôn mặt từ bất kỳ thứ gì. Gỗ, acrylic, thậm chí cả đá cẩm thạch. Dù ở nhà nào thì đồng hồ LED cũng có thể phù hợp với thẩm mỹ. Bạn có muốn một phiến đá trắng sạch sẽ, với màu xanh dương mềm mại nhích từng chút một xung quanh mép không? Bạn có thể. Hoặc có thể bạn thích một cái nhìn mộc mạc hơn, một mặt gỗ với đèn màu cam? Mặt đen với đèn xanh? Bất cứ điều gì bạn có thể tưởng tượng, bạn có thể tạo ra với thiết kế đơn giản này.

Quy trình dưới đây là một hướng dẫn. Nếu muốn, bạn có thể tạo đồng hồ trong hình. Nếu bạn muốn một cái gì đó lớn hơn, bạn có thể. Hãy trung thành theo đuổi hoặc biến thiết kế của bạn thành của bạn. Đó là đồng hồ của bạn sau tất cả.

Quân nhu

Các vật liệu được sử dụng cho đồng hồ là:

Acrylic trắng (trong mờ, mặc dù nó cũng hoạt động tốt với những thứ không trong suốt)

Dải đèn LED WS2812B, 144 đèn LED trên mét

Arduino Pro Mini, 16Mhz, 5V

Bộ chuyển đổi USB sang TTL (để lập trình Arduino)

Nút ấn xúc giác (x2)

USB (thông tin thêm trong bước nối dây)

Trèo lên dây

Dây đa lõi (có hai dây bên trong)

Thanh sô cô la. Không nhất thiết phải được sử dụng cho đồng hồ, nhưng quan trọng là…

Các công cụ bạn sẽ cần là (không theo thứ tự cụ thể):

Một trò chơi ghép hình

Một mỏ hàn, thuốc hàn và một miếng bọt biển

Súng bắn keo nóng

Một la bàn

Keo siêu dính

Bước 1: Tổng quan và Quy trình thiết kế

Thành thật mà nói, khung đồng hồ LED là thứ mà tôi đã hoàn thành trong hai tuần, với bất cứ thứ gì tôi có ở nhà trong khi khóa máy. Nó không có nghĩa là hoàn hảo, và tôi chắc chắn sẽ xem lại nó vào cuối năm. Điều đó đang được nói, Chúng ta hãy đi vào lý do tại sao.

Nguyên tắc cơ bản đằng sau nó là mặc dù đồng hồ LED NeoPixel tồn tại, chúng đều chiếu đèn LED thẳng ra ngoài (ngay mặt bạn). ánh sáng trên tường. Điều này tạo ra một số hiệu ứng ánh sáng rất đẹp, cũng như có tác dụng phụ không mong muốn là tạo ra ánh sáng dịu trên khuôn mặt.

Khung có thể tùy chỉnh hoàn toàn và mặc dù tôi không khuyên bạn nên có nhiều hơn 60 đèn LED, nhưng nếu bạn muốn có một đồng hồ lớn hơn, chương trình có khả năng xử lý nó. Việc tùy chỉnh nó sẽ rất đơn giản đối với hầu hết mọi người, ngay cả người mới bắt đầu và tôi sẽ hướng dẫn bạn cách thực hiện điều đó trong bước tiếp theo. Đối với những người bạn đã có một số kinh nghiệm với Arduino, rất nhiều điều tôi nói sẽ hiển nhiên, nhưng đối với những người chưa bao giờ chạm vào nó trong đời, tôi đã cố gắng làm cho nó trở nên đơn giản nhất có thể.

Đọc đồng hồ cũng giống như đọc đồng hồ kim, đối với nhiều thanh thiếu niên (như tôi,) sẽ mất một số thời gian thực hành. Các màu khác nhau đại diện cho các kim khác nhau, với mặc định là xanh lam cho giờ, xanh lục cho phút, đỏ cho giây. Điều đó nói rằng, chúng ta hãy bắt đầu!

Bước 2: Lập trình Phần 1: Thiết lập

Lập trình đồng hồ tương đối đơn giản, tôi đã làm phần việc khó cho bạn và viết nó. Truy cập trang Arduino và tải xuống trình cài đặt. Không phải ứng dụng. Đó là quan trọng. Sau khi tải xuống, hãy tiếp tục và cài đặt nó. Uống một cốc nước trong khi điều đó xảy ra, bạn phải giữ đủ nước. Sau khi cài đặt xong, bạn có thể mở tệp "ClockV2.ino" được đính kèm.

Bước 3: Lập trình Phần 2: Cài đặt Thư viện

Khi bạn đã xác minh rằng phần mềm Arduino đã được cài đặt, bạn cần lấy thư viện FastLED.zip từ đây. Nếu bạn đang sử dụng Windows, hãy đặt thư mục vào bên trong Documents / Arduino / library.

Trên máy Mac, mở phần mềm Arduino và ở trên cùng của cửa sổ, nhấp vào 'phác thảo.' Từ menu thả xuống, di chuột qua 'bao gồm thư viện' và nhấp vào 'Thêm thư viện. ZIP.' Chọn. ZIP bạn vừa tải xuống và nhấp vào mở.

Như vậy là xong bước này. Điều đó thật dễ dàng, phải không?

Bước 4: Lập trình Phần 3: Tùy chỉnh mã

Bây giờ đến phần thú vị: tùy chỉnh! Mọi thứ trong mã đã được nhận xét nên ngay cả khi bạn có hiểu biết sơ đẳng nhất về lập trình, bạn sẽ có thể thấy những gì đang xảy ra. Tuy nhiên, những phần bạn có thể muốn thay đổi như sau.

#define NUM_LEDS 60

Điều này khá đơn giản, có bao nhiêu đèn LED trong dải của bạn? Cá nhân tôi khuyên bạn nên cắt nó xuống 60 vì nó đẹp và đơn giản. nó cũng là con số duy nhất có một đèn led mỗi giây (để đếm trơn tru.)

FastLED.setBrightness (255);

Điều khiển độ sáng có thể được tìm thấy ở gần trên cùng. Điều này sẽ chấp nhận một số từ 1 đến 255, 1 là độ sáng mềm nhất và 255 là độ sáng đầy đủ.

leds [ledMins] = CRGB:: Màu xanh lá cây;

leds [ledSecs] = CRGB:: DarkRed; leds [ledHrs] = CRGB:: Xanh lam;

Chúng có thể được tìm thấy ngay dưới cùng của mã. Tất cả những gì họ làm là cho chương trình biết màu sắc cần đặt cho mỗi 'tay'. Thử nghiệm xung quanh, xem những gì bạn thích. Nếu bạn không muốn kim giây (vì những lý do khiến tôi không hiểu,) bạn thậm chí có thể xóa dòng thứ hai và loại bỏ hoàn toàn 'kim' đó.

Bước 5: Lập trình Phần 4: Tải lên

Chúng ta đã gần hoàn thành khía cạnh mã của dự án này, chỉ còn một bước nữa: lấy mã từ máy tính của bạn sang Arduino. Điều này có vẻ hơi khó khăn lúc đầu, nhưng nếu bạn có thể kết nối các dấu chấm thì bạn có thể làm được. Đầu tiên, hàn các chân vào Arduino của bạn. Bạn chỉ cần hàng dưới cùng, hàng này sẽ được uốn cong 90 độ.

Trên bộ chuyển đổi USB sang TTL, hãy tìm các chân RX, TX, 5V, RST và GND. Kết nối các chân trên bộ điều hợp với các chân ở dưới cùng của Arduino. RX đến RX, TX đến TX, 5V (hoặc VCC) đến VCC, GND đến GND. Lưu ý: một số bộ điều hợp sẽ có một cầu nhảy nhỏ để kiểm soát điện áp. Đặt ở vị trí 5V.

Sau khi hoàn tất, hãy tiếp tục và cắm nó vào máy tính của bạn. Chờ một vài phút trong khi trình điều khiển cài đặt (một lần nữa, uống một ít nước.) Sau khi hoàn tất, hãy mở phần mềm Arduino. Ở trên cùng, nhấp vào 'công cụ' (hoặc 'phác thảo' trên máy Mac,) và thay đổi 'bảng' thành "Arduino Pro hoặc Pro Mini." Sau đó, thay đổi 'bộ xử lý' thành "ATmega328P (5V, 16MHz.)"

'Cổng' là một vấn đề thử nghiệm. Khi bạn rút phích cắm bộ điều hợp, cổng nào sẽ biến mất? Khi bạn cắm nó vào, nó có xuất hiện lại không? Sử dụng cái đó. Khi mọi thứ được kết nối, hãy nhấn vào mũi tên ở trên cùng bên trái của màn hình và nhấn nút gần đầu Arduino. Chờ một phút hoặc lâu hơn và một thông báo sẽ xuất hiện ở cuối màn hình cho biết 'đã tải lên xong.' Nếu nó không thành công vì bất kỳ lý do gì, hãy thử lại, nhấn nút sau một khoảng thời gian khác, cho đến khi nó hoạt động. Và đó là tất cả! phần mềm đã hoàn thành!

Bước 6: Điện tử

Có bốn bước chính để sắp xếp các thiết bị điện tử. Đế, đèn LED, hệ thống dây điện và phích cắm. Những điều đầu tiên đầu tiên mặc dù.

Chiếc nhẫn

Có hai lựa chọn cho việc này: bạn có thể in 3d đế, hoặc bạn có thể cắt nó ra khỏi gỗ. Bạn biết đấy, in 3d đỡ vất vả hơn nhiều, nhưng rõ ràng là bất tiện nếu bạn không có, bạn biết đấy, có một máy in 3d. Tuy nhiên, trong trường hợp bạn có, tệp.stl sẽ được đính kèm.

Để làm cho nó cũng đơn giản. Nó chỉ đơn giản là một chiếc nhẫn được cắt ra từ ván ép 12mm, đường kính 132mm (nếu bạn đang sử dụng hơn 60 đèn LED, bạn sẽ phải tự tính toán đường kính.) Một tấm sau đó được dán lên phần trên cùng, với một vết cắt của nó để chứa đinh (hoặc dải lệnh, nếu bạn muốn) mà nó treo vào. Xem mô hình bên dưới để có hình ảnh minh họa.

Đủ đơn giản, phải không? Lưu ý rằng độ dày của thành không đặc biệt quan trọng nếu bạn đang làm nó bằng gỗ, tôi chỉ làm mỏng để tiết kiệm dây tóc.

Dải đèn LED

Dải đèn LED là mấu chốt của dự án. Mặc dù nó đi kèm với chất kết dính công nghiệp được dán sẵn ở mặt sau, nhưng tôi thấy rằng nó không đủ mạnh để giữ nó ở đúng vị trí. Nó có thể hoạt động hoàn hảo cho bạn, nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng superglue để giảm bớt. Đề phòng thôi.

Độ dài thông thường bạn có thể mua là 50cm và 1m, trong cả hai trường hợp, bạn sẽ phải cắt dải theo kích thước. Đếm ra 60 đèn LED và cắt dọc theo đường màu đen. Đếm RẤT cẩn thận, bạn không muốn phải mua thêm đèn LED.

Lưu ý các mũi tên trên dải. Đây là hướng mà 'bàn tay' sẽ quay vào. Lật vòng để tấm khía hướng xuống dưới. Căn chỉnh đèn LED đầu tiên với đỉnh của rãnh treo và ấn mạnh xuống. Quấn các đèn LED xung quanh theo chiều kim đồng hồ, luồn dây xuống qua rãnh. Các đèn LED sẽ bao quanh hoàn toàn, kết thúc ngay trước đèn LED đầu tiên. Đèn LED ở vị trí sáu giờ cần một số sửa đổi. Lấy dao thủ công của bạn và cẩn thận cắt một khía trên dải. Phần khía phải đủ rộng để chứa cáp nguồn của bạn (dây lõi kép) nhưng không rộng hơn không gian giữa hai điểm tiếp xúc bằng đồng. Quy tắc tôi sử dụng là, cố gắng cắt mũi tên ra khỏi dải. Cũng bắt buộc là bạn không cắt các điểm hàn của đèn LED.

Hệ thống dây điện

Việc lên dây cho đồng hồ càng đơn giản càng tốt. Có ba loại dây liên quan: dây móc, đối với chính đồng hồ, dây dày hơn, được đặt trước trên đèn LED và dây lõi kép, để truyền điện cho đồng hồ.

Sơ đồ trên có thể hơi choáng ngợp khi bắt đầu, nhưng tất cả những gì bạn cần làm là kết nối các dấu chấm. Dưới đây là hình ảnh của tôi về quá trình này, vì vậy bạn có thể cảm nhận được nó trông như thế nào. Kết nối USB được chạy qua dây lõi kép, để nó trông gọn gàng nhất có thể.

Phích cắm

Do hệ thống tiêu thụ nhiều điện năng, chúng tôi phải cắm nó ở đâu đó. Hy vọng tôi sẽ sửa lỗi này sau, nhưng hiện tại, chúng tôi phải làm. Tôi chọn phích cắm USB vì nó tiện lợi, mọi người đều có cục sạc dự phòng và chúng tôi không phải tháo rời bất kỳ máy biến áp nào (đọc: Tôi không muốn bất cứ ai làm tổn thương mình khi làm điều này bằng cách ngu ngốc và liếm một tụ điện.)

Sau một hồi tìm kiếm xung quanh, tôi tìm thấy một sợi cáp sạc cũ từ một chiếc trực thăng đồ chơi. Chắc chắn mọi người đã có một trong những chiếc máy bay trực thăng RC trị giá 15 đô la đã bị hỏng sau một tháng?

Nếu không, vì bất cứ lý do gì, bạn sẽ phải mua một đầu nối USB đực và tấm vải liệm. Bằng mọi giá, tôi đã kéo vỏ của bộ sạc của mình ra, và lo và kìa, nó dễ dàng bung ra.

Sau khi tháo rời hai kết nối, phích cắm đã tắt ngay. Tất cả những gì cần làm bây giờ là hàn nó vào dây lõi kép. Nếu bạn đang cầm USB với các điểm tiếp xúc hướng về phía bạn và các tab hướng xuống dưới, thì hệ thống dây điện sẽ như sau: Nguồn, Tín hiệu, Tín hiệu, Nối đất. Vì chúng tôi sẽ không sử dụng hai đầu nối tín hiệu, chúng tôi chỉ kết nối dây với hai bên ngoài. Dây đi đến GND trên Arduino đi đến đầu nối Đất (phải,) và dây VCC đi đến Nguồn (trái.)

Hai sợi dây được gấp lại đó chỉ đơn giản là ở đó vì cáp tôi tìm thấy là lõi tứ, thay vì lõi kép, không cần quan tâm đến chúng. Tất cả những gì còn lại cần làm bây giờ là đặt vỏ bọc lại xung quanh phích cắm và bơm đầy keo nóng.

Cắm nó vào để kiểm tra nó. Kiểm tra xem 'kim' phút, giờ và giây có xuất hiện không. Nếu vậy, hoàn hảo.

HƯỚNG DẪN! Đến bước tiếp theo!

Bước 7: Mặt đồng hồ

Ở đây có một chút thực sự khó khăn: cắt một hình tròn hoàn hảo bằng tay. Chà, hoàn hảo là tùy chọn, nhưng cả hai chúng tôi đều biết bạn sẽ không thể sống với chính mình nếu bạn làm một chiếc đồng hồ màu bạc. Mặt đồng hồ chỉ là một hình tròn, đường kính 162mm (hoặc lớn hơn khoảng 15mm so với vòng ở hai bên, nếu bạn đang làm một chiếc đồng hồ lớn hơn.) Lấy một chiếc la bàn, đánh dấu nó và sẵn sàng cắt.

Nếu bạn quyết định sử dụng một số vật liệu khác ngoài acrylic, tôi chúc bạn may mắn. Tôi có thể nói với bạn rằng, 6mm acrylic rất cứng. Tôi bị thương ở khuỷu tay khi phát hiện ra điều này. Sau khoảng hai mươi phút cắt rắn, cuối cùng tôi đã hoàn thành với một đĩa acrylic thậm chí ấn tượng (nếu tôi nói vậy). Hai lời khuyên. Đầu tiên, hãy đi chậm. Hãy dành thời gian của bạn, nếu bạn gặp khó khăn, bạn sẽ phải bắt đầu lại từ đầu. Thứ hai, đeo khẩu trang. Bạn đang cắt một hợp chất mà bạn có thể không muốn có trong phổi của mình.

Bây giờ là lúc để có thanh sô cô la đó, sau rất nhiều công việc khó khăn. Bạn xứng đáng với nó. Hãy tận dụng cơ hội để uống thêm một chút nữa. Sau khi cắt, tất cả những gì thực sự cần thiết là lắp ráp. Nhưng hãy giũa mép đĩa của bạn, để đảm bảo rằng nó tròn đúng cách trước khi tiếp tục.

Bước 8: Dán (và rất nhiều)

Bây giờ chúng ta đang trên đường về nhà, chỉ cần thực hiện một số việc nữa. Đầu tiên, lấy đĩa mà bạn đã cắt ra ở bước cuối cùng. Theo dấu một vòng tròn trên đó, lớn hơn một chút so với đường kính của chiếc nhẫn của bạn (hoặc nhỏ hơn một chút so với đường kính bên trong, nếu bạn in 3D.)

(Vâng, tôi biết, đó là một đường vẽ đẹp và khéo léo)

Hãy căn chỉnh chiếc nhẫn của bạn sao cho phù hợp nhất có thể, bạn nên để đèn sáng ngay phía trên tác phẩm của mình để loại bỏ bất kỳ bóng tối nào có thể làm bạn bối rối. Khi bạn chắc chắn rằng nó ở đúng vị trí, chỉ cần chồng nó xuống, xung quanh bên trong (để giảm khả năng mờ sương của đèn LED.)

Bước cuối cùng là dán các thành phần xuống, để giảm thiểu khả năng bị vỡ bất cứ thứ gì. Keo nóng sẽ thực hiện thủ thuật ở đây.

Aaaand, bạn đã hoàn tất! tất cả những gì còn lại là để kiểm tra nó! Bước tiếp theo bao gồm điều đó.

Bước 9: Hoàn thiện

Điều cuối cùng cần làm đối với đồng hồ này là áp dụng công nghệ khắc phục sự cố rất cao. Bạn có thể nhận thấy rằng Arduino có một ánh sáng nguồn màu đỏ cực kỳ sáng và đặc biệt chiếu qua acrylic (nếu bạn thực sự có acrylic.) Bạn có thể giải quyết điều này bằng cách cắt một hình vuông nhỏ của băng dính điện và dán nó lên. đèn LED. Blu-Tack cũng sẽ hoạt động. Hoặc sơn. Chỉ cần che ánh sáng. Để đặt đồng hồ, chỉ cần nhấn nút trên cùng để tăng giờ và nút dưới cùng để tăng phút.

Bạn có thể thấy rằng đồng hồ tăng hoặc giảm thời gian, điều này là do thực tế là tinh thể trong Arduino chỉ đáng tin cậy khoảng 90% thời gian. Thông thường, bạn có thể điều chỉnh điều này bằng cách thay đổi biến 'thứ hai', gần trên cùng. 1013 mili giây là những gì hiệu quả với tôi, nhưng bạn có thể thấy nó cần được điều chỉnh. Sau khi bạn thay đổi nó, hãy tải lại nó và đợi một ngày để xem nó có còn chính xác hay không.

Đó là tất cả từ tôi, bây giờ bạn đã biết cách tạo ra một chiếc đồng hồ tối giản được tùy chỉnh độc đáo, thành thật mà nói, trông thực sự, thực sự tốt. Những bức ảnh không làm điều đó một cách công bằng, nó còn mê hoặc hơn nhiều. Tôi chắc chắn dự định sẽ xem lại nó trong tương lai, với các tính năng như chip đồng hồ chuyên dụng, làm mờ vào ban đêm, chế độ giám sát (nơi nó chỉ bật nếu có ai đó ở gần) và pin đầy. Giữ nguyên.